ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
TOOTH-WHEEL

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных 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 ванны 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 зону 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 нереверсивной передачи по патенту на изобретение РФ №2527647, кл. F16H 55/12, опубл. 10.09.2014 г., Бюл. №25. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела колеса, прилегающих к его зубчатому венцу; причем каждый зуб зубчатого венца выполнен в виде половины расчетного зуба для данного колеса, расположенной со стороны рабочей боковой поверхности 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, зубчатый венец с зубьями, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; каждый зуб зубчатого венца выполнен в виде половины расчетного зуба для данного колеса, расположенной со стороны боковой поверхности зуба участвующей в зацеплении, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Причем отсутствующая половины профиля каждого зуба образована изогнутой пластиной, наружная поверхность которой идентична этой отсутствующей половине профиля; а участок пластины, образующий нерабочий участок боковой поверхности, вырезан с образованием сквозного по всей ширине зуба.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1) и сечения фрагмента зубчатого колеса - вид сбоку (фиг. 2, 3, 4).
p
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса; кольцевые накладки 2 и 3; окружность 4 вершин зубчатого венца; внутренняя окружность 5 кольцевых накладок; окружность 6 оснований зубчатого венца; первая половина 7 зуба; боковая поверхность 8 зуба, участвующая в зацеплении; вершина 9 зуба, боковая поверхность 10 первой половины зуба; изогнутая пластина 11; неработающая боковая поверхность 12 зуба; сквозное окно 13; высота h зуба; высота (h) рабочего участка боковой поверхности зуба; нерабочий участок с боковой поверхности зуба; направление вращения ω колеса.
p
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок 2 и 3, наружный диаметр которых равен диаметру окружности 4 вершин зубчатого венца, а их внутренняя окружность 5 имеет меньший диаметр, чем диаметр окружности 6 оснований зубчатого венца. Кольцевые накладки укреплены на торцах зубьев и участках торцов тела (1), прилегающих к зубчатому венцу. Каждый зуб зубчатого венца, высотой h, выполнен из двух половин. Первая половина 7 идентична половине расчетного зуба для данного колеса, она расположена со стороны боковой поверхности 8 зуба, участвующей в зацеплении колеса в передаче. Эта половина образует и половину вершины 9 зуба. Вторая боковая сторона этой половины зуба выполнена в виде плоскости 10. Вторая половина зуба выполнена из изогнутой пластины 11, профиль наружной поверхности 12 которой идентичен профилю расчетного зуба колеса. Пластина (11) образует профиль рабочего участка (размером h) боковой поверхности зуба, а нерабочий участок этой поверхности (размером с) вырезан с образованием сквозного окна 13.
При работе колеса в передаче со смазыванием его (и парного с ним зубчатого колеса) жидким смазочным материалом методом погружения этого колеса в масляную ванну, каждый зуб колеса - при его погружении в масляную ванну - захватывает смазочный материал, который поступает в полость зуба через сквозное окно 13 (зуб при этом ориентирован своей вершиной вниз относительно вертикали). При дальнейшем проворачивании (ω) колеса захваченный смазочный материал транспортируется в сторону зоны зацепления колеса с парным колесом передачи (подводя смазочный материал к верху зоны зацепления - на фиг. 1 показан зуб в верхнем положении относительно колеса и в верхнем положении относительно зоны зацепления парных колес, до входа зуба в зацепление). При проворачивании колеса смазочный материал выливается постепенно из полости зуба - через окно 13 - и поступает в области впадин между зубьями - поверхностью 8 опережающего зуба, поверхностью 12 отстающего зуба и двумя внутренними поверхностями кольцевых накладок 2 и 3; эти области образуют масляные ванны в зубчатом венце. При дальнейшем переворачивании колеса этот смазочный материал омывает поверхности 8 опережающих зубьев, которые участвуют в зацеплении с парным зубчатым колесом, омывая в том числе участки поверхностей 8, прилегающие к вершинам зубьев, переливаясь через вершины и омывая также сверху и зону зацепления. Данная конструкция зубчатого колеса применима для тихоходной ступени передачи с колесом большого диаметра, погружаемого в масляную ванну.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять - при вращении колеса в масляной ванне и периодическом погружении в нее зубьев колеса - захватывание смазочного материала в достаточном для обеспечения требуемого качества смазывания количестве (и переносить его в зону смазывания). Это позволяет снизить интенсивность изнашивания трущихся зубьев парных зубчатых колес и повысить долговечность этих колес и передачи в целом.