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, а.
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 крепление накладок осуществлено посредством выступов, расположенных на внутреннем торце каждой накладки и представляющих собой одно кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру накладки, второе кольцо с наружным диаметром, равным диаметру окружности оснований зубчатого венца, и совокупности выступов, прилегающих к торцам зубьев по их периметру и имеющих профиль наружного периметра, идентичный профилю зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1), тот же фрагмент - вид сбоку (фиг. 2), сечения этого фрагмента (фиг. 3 и 4).
а
1
в
о
вн
На чертеже показаны: тело 1; зубчатый венец с зубьями 2; кольцевые накладки 3 и 4; вершины 5 зубьев; боковые (рабочие) поверхности 6 зубьев; выступы накладок: кольцо 7 по внутренней окружности накладок, кольцо 8 по окружности впадин зубчатого венца, по периметру зубьев - 9 толщина  накладок; ширина C выступов, ширина С накладок с выступами, диаметр Д окружности вершин зубчатого венца (внешней окружности накладок), диаметр Д окружности оснований зубчатого венца, диаметр Д внутренней окружности накладок, ширина В зубчатого венца.
а
вн
о
в
1
вн
о
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец шириной В с зубьями 2 и пару кольцевых накладок толщиной  с внутренними диаметрами Д меньшими, чем диаметр Д оснований зубчатого венца, и наружными диаметрами, равными диаметру Д окружности вершин зубчатого венца. Накладки укреплены на торцах зубьев 2 зубчатого венца и участках торцов тела 1, прилегающих к зубчатому венцу. Крепление каждой накладки осуществлено посредством выступов шириной С, расположенных на ее внутреннем торце и представляющих собой одно кольцо (7) с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру Д накладки, второе кольцо (8) с наружным диаметром, равным диаметру Д окружности оснований зубчатого венца, и совокупности выступов 9, прилегающих к торцам зубьев 2 по их периметру и имеющих наружный профиль, идентичный профилю зубьев. Общая ширина накладок с выступами - С.
При работе колеса со смазыванием смазочный материал вытесняется с боковых поверхностей 6 зубьев 2 зубьями сопряженного парного колеса передачи - в сторону торцов зубьев. Для удержания смазочного материала в зоне зацепления зубьев служат кольцевые накладки 3 и 4, создающие смазочные карманы для вытесняемого смазочного материала. Установка накладок с зазорами (С1) относительно торцов зубчатого венца позволяет создать требуемые объемы смазочных карманов для вытесняемого смазочного материала; одновременно задаются необходимые зазоры между внутренними торцами накладок и торцами зубьев сопряженного колеса, что предотвращает их взаимное заклинивание. Перекрытие зазоров между торцами зубьев и внутренними торцами накладок не позволяет смазочному материалу попадать в эти зоны, откуда возврат смазочного материала в зону смазывания затруднен. Поэтому вытесняемый смазочный материал остается в зоне зацепления зубьев в процессе работы колеса.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса обеспечивает необходимый объем смазочных карманов для вытесняемого с боковых поверхностей зубьев смазочного материала. Перекрытие зазоров между торцами зубьев и внутренними торцами накладок не позволяет вытесняемому смазочному материалу попадать в эти зоны, откуда возврат его в зону смазывания затруднен. Это в совокупности повышает качество смазывания зубьев колеса. А крепление накладок посредством выступов на них позволяет снизить расход материала, идущего на изготовление накладок. Это оптимизирует конструкцию зубчатого колеса.