ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см. «Березовский Ю.Н. и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов. / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с., сл.», стр. 60, рис. 4.1, a.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при работе колеса в зацеплении с парным колесом передачи пластичный смазочный материал, нанесенный на боковые (трущиеся) поверхности зубьев колеса, вытесняется с этих поверхностей на торцы колеса. Вытесненный смазочный материал исключается из процесса смазывания зубьев, что интенсифицирует процесс изнашивания трущихся поверхностей зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по а.с. СССР №1523756, кл. F16H 55/12, опубл. 13.11.89 г., Бюл. №43. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. В накладках выполнены радиальные пазы, образующие гофры, служащие для демпфирования изгибающих нагрузок, действующих на зубья при их работе в передаче нагружения. Причем внутренние пазы, ближайшие к боковым поверхностям зубьев, выполнены примыкающими к этим поверхностям по всей их длине. Эти пазы служат смазочными карманами для смазочного материала, участвующего в смазывании боковых (рабочих) поверхностей зубьев.
Недостаток прототипа состоит в том, что объемы пазов (смазочных карманов), прилегающих к боковым поверхностям зубьев, могут быть недостаточными для размещения всего количества смазочного материала, вытесненного с боковых поверхностей зубьев; в этом случае непоместившийся в смазочные карманы смазочный материал будет вытесняться из пазов за пределы зоны смазывания зубьев - на внешние поверхности кольцевых накладок. Этот смазочный материал не сможет возвратиться обратно на боковые (трущиеся) поверхности зубьев, что будет приводить к перерасходу смазочного материала и ухудшению режима смазывания зубьев колеса. Кроме того, необходимо обеспечить зазоры между внутренними торцами кольцевых накладок и торцами зубьев парного колеса - для предотвращения их взаимного заклинивания при сопряжении обоих колес.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения качества смазывания его зубьев.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с внутренними диаметрами, меньшими, чем диаметр окружности оснований зубчатого венца, и наружными диаметрами, равными диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; причем на участках примыкания накладок к впадинам зубчатого венца толщина накладок выполнена уменьшенной, для чего в накладках, со стороны их внутренних торцов, выполнены вырезы с профилем, аналогичным профилю впадин зубчатого венца; а поверхности, образованные в накладках вырезами и обращенные в сторону наружных торцов накладок, параллельны этим торцам.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1), тот же фрагмент - вид сбоку (фиг. 2), тот же фрагмент - вид сбоку в разрезе (фиг. 3).
a
На чертеже показаны: тело 1 колеса, зубчатый венец с зубьями, кольцевые накладки 2 и 3, тела 4 зубьев, вершины 5 зубьев, боковые поверхности 6 зубьев, основания впадин 7 между зубьями, торцы 8 зубьев, внешние торцы 9 и 10 накладок (2 и 3), внутренние торцы 11 и 12 накладок (2 и 3), высота h зубьев, диаметр Дв окружности вершин зубчатого венца (наружный диаметр накладок 2 и 3), диаметр До окружности оснований зубчатого венца, внутренний диаметр Двн накладок (2 и 3), ширина B зубчатого венца, толщина  накладок (2 и 3), ширина  вырезов в накладках.
a
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару кольцевых накладок 2 и 3 с внутренними диаметрами Двн, меньшими, чем диаметр До оснований зубчатого венца, и наружными диаметрами, равными диаметру Дв окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах 8 зубьев и участках торцов тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу. На участках примыкания накладок (2 и 3) к впадинам зубчатого венца, толщина  накладок выполнена уменьшенной - на величину , для чего в накладках, со стороны их внутренних торцов, выполнены вырезы с профилем, аналогичным профилю впадин зубчатого венца; а поверхности (12), образованные в накладках вырезами и обращенные в сторону наружных торцов 9 и 10 накладок, параллельны этим торцам.
a
При работе колеса, кольцевые накладки 2 и 3, связывая зубья колеса между собой, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность. Выполнение вырезов в накладках, на участках их прилегания к впадинам зубчатого венца (со стороны внутренних торцов накладок), позволяет обеспечить требуемый объем смазочных карманов для пластичного смазочного материала, вытесняемого при работе колеса с боковых (рабочих) поверхностей 6 его зубьев. При этом за счет уменьшения толщины  накладок на этих участках - на величину  обеспечивается наличие требуемых зазоров между внутренними торцами 12 накладок и торцами зубьев парного зубчатого колеса.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет удерживать в зоне зацепления зубьев весь объем пластичного смазочного материала, используемого для смазывания зубьев; это повышает качество смазывания зубьев. Кроме того, обеспечивается наличие требуемых зазоров между внутренними торцами кольцевых накладок и торцами зубьев парного колеса, что предотвращает их взаимное заклинивание при работе зубчатых колес.