ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
TOOTH-WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в реверсивных зубчатых передачах, работающих со смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, Заплетохин В. А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 660 с.: ил., стр.456, рис. 4.15.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при смазывании его жидким смазочным материалом методом погружения, когда смазочный материал подается в зону зацепления с парным зубчатым колесом передачи зубьями этого колеса, погруженными периодически при вращении колеса в масляную ванну с жидким смазочным материалом, этот смазочный материал, захваченный из ванны зубьями колеса, при перемещении его в зону зацепления, стекает с зубьев, поэтому смазочный слой в зоне зацепления парных колес может быть недостаточным для качественного смазывания трущихся поверхностей зубьев колес. Это интенсифицирует процесс их изнашивания, что может привести к выходу колес передачи из строя.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2532451, кл. F16H 55/10, опубл. 10.11.2014 г., Бюл. №31. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; причем каждый зуб выполнен полым, состоящим из пары изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба, закрепленных в торцевых накладках и образующих на пару профиль, соответствующий профилю боковых поверхностей расчетного зуба.
Недостатки прототипа те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания сопряженных зубчатых колес передачи, смазываемых методом погружения одного из этих колес в масляную ванну с жидким смазочным материалом.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса, укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по профилям зубьев, расчетных для данного колеса. Причем нерабочие участки боковых поверхностей зубьев вырезаны по всей их ширине с образованием сквозных окон; а внутри зубьев, по осям их симметрии, расположены радиально ориентированные перегородки, перекрывающие расстояния между вершинами зубьев и телом колеса и ширина которых равна ширине зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с его торца (фиг. 1) и тот же фрагмент - вид сбоку (фиг. 2).
в
о
вн
1
2
с
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса; кольцевые накладки 2 и 3; зубья (изогнутые пластины) 4; боковые поверхности 5 и 6 зубьев; вершины 7 зубьев; окна 8 и 9; перегородка 10; полости 11 и 12 зубьев; диаметр Д окружности вершин зубчатого венца; диаметр Д окружности оснований зубчатого венца; диаметр Д внутренней окружности накладок 2 и 3; размер  окон 8 и 9; направления вращения ω и ω зубчатого колеса.
в
вн
о
с
Зубчатое колесо содержит тело 1 и пару кольцевых накладок 2 и 3 с наружным диаметром, равным диаметру Д окружности, и внутренним диаметром Д, меньшим диаметра Д окружности оснований зубчатого венца; накладки укреплены на торцах тела 1. Между накладками укреплены зубья зубчатого венца колеса, выполненные из пластин 4, изогнутых по профилю зубьев, расчетных для данного зубчатого колеса. Пластины 4 образуют своими наружными поверхностями боковые поверхности 5 и 6 зубьев и их вершины 7. Участки боковых поверхностей 5 и 6, прилегающие к телу 1 колеса, являющиеся нерабочими, вырезаны, с образованием сквозных окон 8 и 9 шириной, равной ширине зубьев (пластин) 4, и высотой , равной размеру нерабочих участков боковых поверхностей зубьев. Внутри зубьев 4, по оси их симметрии, расположены радиально ориентированные перегородки 10; по высоте перегородки перекрывают расстояние между вершинами 7 зубьев и телом 1 колеса; а ширина перегородок равна ширине зубьев (пластин) 4. Изогнутые пластины 4 и перегородки 10 образуют в каждом зубе пару полостей - 11 и 12.
1
2
1
2
При работе зубчатого колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения, при погружении зубьев 4 в смазочный материал (при нижнем положении зубьев), происходит заполнение полостей 11 и 12 зубьев смазочным материалом (через сквозные окна 8 и 9). При дальнейшем повороте колеса, при его вращении (ω или ω), захваченный полостями 11 и 12 смазочный материал перемещается вверх, при этом происходит выливание смазочного материала - через окна 8 и 9 - в области, ограниченные боковыми поверхностями 5 и 6 соседних зубьев и внутренними поверхностями кольцевых накладок 2 и 3, образующими совместно масляные ванны, посредством которых осуществляется смазывание боковых (трущихся) поверхностей 5 и 6 зубьев 4. При вращении колеса по направлению ω рабочими являются полости 11, а при вращении колеса по направлению ω рабочими являются полости 12.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет повысить качество смазывания его зубьев, особенно при малых скоростях вращения колеса и большом его диаметре, когда смазочный материал, захваченный боковыми поверхностями зубьев колеса, успевает стечь с этих поверхностей до момента входа их в контакт с зубьями парного зубчатого колеса. Это позволяет снизить интенсивность изнашивания зубьев и повысить долговечность зубчатого колеса.