ВАЛ-ШЕСТЕРНЯ
GEAR SHAFT

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с валами-шестернями, шестерни которых коррегированы и смазываются пластичными смазочными материалами.
Известна конструкция вала-шестерни с коррегированной (врезной) шестерней, зубья которой нарезаны в теле вала, а диаметр окружности оснований зубьев шестерни меньше диаметра тела вала, см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. Вузов». - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с., ил., стр. 51, рис. 5.15, а.
Недостаток данной конструкции вала-шестерни состоит в том, что при смазывании зубьев шестерни пластичным смазочным материалом этот смазочный материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев шестерни в стороны их торцов. При этом смазочный материал попадает в зоны вырезов в теле вала вала-шестерни, расположенные со стороны торцов зубьев шестерни и образованные в процессе нарезания зубьев шестерни фрезой - при ее входе в зону нарезания зубьев и выходе из этой зоны. Смазочный материал, попавший в эти вырезы, исключается из процесса смазывания зубьев шестерни, он накапливается в вырезах, заполняя их, и является аккумулятором различных загрязнений из окружающей среды. Это ухудшает процесс смазывания зубьев шестерни и способствует перерасходу смазочного материала.
В качестве прототипа взята конструкция вала-шестерни с коррегированной (врезной) шестерней, зубья которой нарезаны в теле вала, см. «Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 669 с., ил.», стр. 494, рис. 4.25.
Недостатки прототипа те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции вала-шестерни и повышения качества ее смазывания.
Для этого вал-шестерня содержит цилиндрический вал, в теле которого нарезаны зубья шестерни. Объемы тела, вырезанные в нем на участках входа и выхода нарезающей фрезы, замещены вставками, укрепленными в этих вырезах; причем ширина зубьев шестерни увеличена на размеры необходимых зазоров между вставками и торцами зубьев сопряженного с валом-шестерней парного колеса; а вырезы смещены по оси вала в стороны от торцов зубьев шестерни на величину этих зазоров.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена вал-шестерня (вид сбоку).
БП
a
f
р
ф
На чертеже показаны: вал 1, шестерня с зубьями 2, диаметр d вала, диаметр d окружности вершин зубьев, диаметр d окружности оснований зубьев, участки l входа и выхода нарезающей фрезы, расчетная ширина В зубьев шестерни, зазоры Δ, фактическая ширина В зубьев шестерни, вставки 3.
БП
БП
f
p
ф
Вал-шестерня содержит цилиндрический вал 1, по окружности тела которого нарезана шестерня с зубьями 2. Диаметр вала - d, диаметр окружности вершин зубьев шестерни равен диаметру вала (d), диаметр окружности оснований зубьев - d. Со стороны торцов зубьев (2) расположены участки входа и выхода фрезы (вырезы) длиной l, определяемые параметрами фрезы. Объемы материала тела вала, вырезанные фрезой (на участках l), замещены вставками 3, укрепленными в этих вырезах. Расчетная ширина B зубьев шестерни увеличена на величину зазоров Δ, необходимых для предотвращения заклинивания между торцами вставок 3 и торцами зубьев колеса, сопряженного с шестерней (не показано), до величины В. А участки вырезов (длиной l) смещены по оси вала в стороны от торцов зубьев 2 шестерни на величину зазоров Δ. Вставки 3 могут быть изготовлены, например, из пластмассы.
При работе вала-шестерни со смазыванием ее шестерни пластичным смазочным материалом этот материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев 2 шестерни, попадает на цилиндрические поверхности, расположенные со стороны торцов этих зубьев - поверхности тела вала 1 и фрагменты цилиндрических поверхностей вставок 3 (а не в углубления вырезов). С этих цилиндрических поверхностей сбор вытесняемого смазочного материала, с целью возврата его обратно в зону смазывания зубьев шестерни, значительно упрощен.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция вала-шестерни предотвращает попадание пластичного смазочного материала в вырезы, образованные на участках входа и выхода нарезающей фрезы при нарезании ею зубьев шестерни, откуда извлечение попавшего в них смазочного материала весьма затруднено. А смазочный материал, вытесненный с боковых поверхностей зубьев на поверхности вала и поверхности вставок может быть достаточно легко собран и вновь использован для смазывания зубьев шестерни. Это повышает качество ее смазывания.